(57)【要約】【課題】被写体の観察部位や病変の状態（進行度等）に依存して異なる蛍光特性を、事前の測光によって計測し、最適な観察条件に基づいて自家蛍光観察を行うことで、より診断能のよい撮像画像を得ることができる内視鏡診断装置を提供する。【解決手段】励起光を照射可能な光源部１２と、励起光が生体組織に照射されることによって、自家蛍光を撮像して自家蛍光画像を取得する撮像部５６、８０、７４、５８、６２と、入射した自家蛍光を、撮像前に複数の経路とに分離し、また、統合する光経路分離統合手段８０と、分離後の経路にそれぞれ設置され、透過する光の波長帯域が異なる複数の分光フィルタ７６を備える複数の回転フィルタ７４と、プレ撮影で取得された自家蛍光画像に基づいて自家蛍光画像のコントラストを算出するコントラスト算出手段６９と、コントラストに基づいて本撮影用の分光フィルタ７６の組合せを決定するフィルタ決定手段７１と、を備える。【選択図】図２
2013102897.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
白色光及び所定の狭帯域の励起光をそれぞれ照射可能な光源部と、
前記光源部から励起光が生体組織に照射されることによって、該生体組織に含まれる自家蛍光物質から発せられる自家蛍光を撮像して自家蛍光画像を取得する撮像部と、
前記撮像部に入射した自家蛍光を、撮像前に複数の経路に分離し、また、統合する光経路分離統合手段と、
前記複数の経路の途中にそれぞれ設置され、透過する光の波長帯域が異なる複数の分光フィルタを備える複数の回転フィルタと、
前記撮像部によりプレ撮影で取得された自家蛍光画像に基づいて自家蛍光画像のコントラストを算出するコントラスト算出手段と、
算出された自家蛍光画像のコントラストに基づいて、本撮影用の前記複数の経路に設置された前記複数の回転フィルタの分光フィルタの組合せを決定するフィルタ決定手段と、を備え、
前記光源部から照射する励起光の種類及びその発光強度を所定として該励起光を照射し、前記複数の回転フィルタを回転させて前記複数の分光フィルタの組合せを順次設置して、前記撮像部により複数回のプレ撮影を行って、設置された前記分光フィルタの組合せの異なる複数の自家蛍光画像を取得し、前記コントラスト算出手段により、プレ撮影で取得された複数の自家蛍光画像のコントラストを算出し、前記フィルタ決定手段により、算出された複数の自家蛍光画像のコントラストに基づいて本撮影用の前記複数の回転フィルタの前記分光フィルタの組合せを決定する内視鏡診断装置。
【請求項２】
前記光経路分離統合手段は、前記撮像部に入射した自家蛍光を、撮像前に光量の等しい、第１の経路及び第２の経路からなる２つの経路に分離し、
前記複数の回転フィルタは、前記第１の経路に設置される第１の回転フィルタと、前記第２の経路に設置される第２の回転フィルタとからなることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡診断装置。
【請求項３】
前記回転フィルタは、透過する光の波長帯域の中心が４５０ｎｍである第１の分光フィルタと、
透過する光の波長帯域の中心が５００ｎｍである第２の分光フィルタとを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の内視鏡診断装置。
【請求項４】
前記コントラスト算出手段における前記コントラストの算出は、前記自家蛍光画像の画素値からヒストグラムを作成し、前記ヒストグラムにおける高い画素値Ｌｍａｘと低い画素値Ｌｍｉｎとから以下の式（１）を計算することで算出されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の内視鏡診断装置。
【数１】
2013102897.tif 000017
【請求項５】
前記コントラスト算出手段における前記コントラストの算出は、前記自家蛍光画像の画素値からヒストグラムを作成し、前記ヒストグラムにおける高い画素値Ｌｍａｘと低い画素値Ｌｍｉｎとから以下の式（２）を計算することで算出されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の内視鏡診断装置。
【数２】
2013102897.tif 000018
【請求項６】
前記コントラスト算出手段における前記コントラストの算出は、前記自家蛍光画像の画素値からヒストグラムを作成し、前記ヒストグラムにおける高い画素値Ｌｍａｘと低い画素値Ｌｍｉｎとから以下の式（３）を計算することで算出されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の内視鏡診断装置。
【数３】
2013102897.tif 000019
【請求項７】
前記コントラスト算出手段における前記コントラストの算出は、前記自家蛍光画像の画素値からヒストグラムを作成し、前記ヒストグラムにおける高い画素値Ｌｍａｘと低い画素値Ｌｍｉｎとから以下の式（４）を計算することで算出されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の内視鏡診断装置。
【数４】
2013102897.tif 000020
【請求項８】
前記コントラスト算出手段における前記コントラストの算出は、前記自家蛍光画像の画素値からヒストグラムを作成し、前記ヒストグラムにおける高い画素値Ｌｍａｘと低い画素値Ｌｍｉｎとから以下の式（５）を計算することで算出されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の内視鏡診断装置。
【数５】
2013102897.tif 000021
【請求項９】
前記コントラスト算出手段における前記コントラストの算出は、前記自家蛍光画像の画素値からヒストグラムを作成し、前記ヒストグラムにおける高い画素値Ｌｍａｘと低い画素値Ｌｍｉｎとから以下の式（６）を計算することで算出されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の内視鏡診断装置。
【数６】
2013102897.tif 000022
【請求項１０】
前記低い画素値Ｌｍｉｎは、前記ヒストグラムから高い値５％を除いた後のヒストグラムにおける低い値１０％の平均値であり、前記高い画素値Ｌｍａｘは、前記ヒストグラムから高い値５％を除いた後のヒストグラムにおける高い値１０％の平均値であることを特徴とする請求項４〜９のいずれか１項に記載の内視鏡診断装置。
【請求項１１】
前記コントラスト算出手段における前記コントラストの算出は、前記自家蛍光画像の画素値からヒストグラムを作成し、前記ヒストグラムから高い値１０％を除いた後のヒストグラムの高い値３０％の平均値を前記コントラストとすることで算出されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の内視鏡診断装置。
【請求項１２】
前記コントラスト算出手段において前記コントラストの算出に用いられる自家蛍光画像は、前記撮像部において低解像度で出力された自家蛍光画像であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の内視鏡診断装置。
【請求項１３】
前記コントラスト算出手段において前記コントラストの算出に用いられる前記自家蛍光画像は、前記撮像部において前記撮像画像の中心領域のみが出力された前記自家蛍光画像であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の内視鏡診断装置。
【請求項１４】
前記自家蛍光画像は、前記撮像部において撮像される通常光の画像信号と自家蛍光の画像信号とに基づいて、画像処理部により生成される合成画像であることを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載の内視鏡診断装置。
【請求項１５】
前記第１の回転フィルタの分光フィルタを前記第１の分光フィルタとし、前記第２の回転フィルタの分光フィルタを前記第１の分光フィルタとする第１の組合せ、
前記第１の回転フィルタの分光フィルタを前記第１の分光フィルタとし、前記第２の回転フィルタの分光フィルタを前記第２の分光フィルタとする、又は、前記第１の回転フィルタの分光フィルタを前記第２の分光フィルタとし、前記第２の回転フィルタの分光フィルタを前記第１の分光フィルタとする第２の組合せ、及び
前記第１の回転フィルタの分光フィルタを前記第２の分光フィルタとし、前記第２の回転フィルタの分光フィルタを前記第２の分光フィルタとする第３の組合せ、のそれぞれにおいて撮像を行い、
前記コントラスト算出手段は、前記第１の組合せに対する第１のコントラストと、前記第２の組合せに対する第２のコントラストと、前記第３の組合せに対する第３のコントラストとをそれぞれ算出し、
前記フィルタ決定手段は、前記第１のコントラスト、前記第２のコントラスト、及び第３のコントラストのうち、最もコントラストの大きいフィルタの組合せを決定し、前記決定されたフィルタ組合せに基づいて自家蛍光観察が行われることを特徴とする請求項３に記載の内視鏡診断装置。
【請求項１６】
前記光経路分離統合手段は、前記撮像部に入射した自家蛍光を、撮像前に光量の等しい、第１の経路、第２の経路、第３の経路、及び第４の経路からなる４つの経路に分離し、
前記複数の回転フィルタは、前記第１の経路に設置される第１の回転フィルタと、前記第２の経路に設置される第２の回転フィルタと、前記第３の経路に設置される第３の回転フィルタと、前記第４の経路に設置される第４の回転フィルタとからなることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被写体（生体）の被観察領域に含まれる自家蛍光物質から発せられる自家蛍光を撮像して自家蛍光画像を取得する内視鏡診断装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、光源装置から発せられる通常光（白色光）を内視鏡先端部まで導光して被験者の被観察領域に照射し、その反射光を撮像して通常光画像（白色光画像）を取得し、通常光観察（白色光観察）を行う内視鏡が用いられている。これに対し、近年では通常光観察に加えて、自家蛍光観察用の励起光（特殊光）を被写体の被観察領域に照射し、自家蛍光物質から発せられる自家蛍光を撮像して自家蛍光の合成画像（自家蛍光画像、特殊光画像）を取得し、自家蛍光観察（特殊光観察）を行う内視鏡診断装置が活用されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、自家蛍光観察を含む蛍光観察を行う内視鏡診断装置であって、通常光観察と蛍光観察（特殊光観察）とを切替て行うことのできる内視鏡診断装置が記載されている。
【０００４】
また、特許文献２には、自家蛍光観察を行うことのできる内視鏡診断装置であって、複数の励起光源を有する内視鏡診断装置が記載されている。
【０００５】
また、特許文献３には、自家蛍光観察を行うことのできる内視鏡診断装置であって、自家蛍光を利用して被写体の正常組織と異常組織とを識別可能な内視鏡診断装置が記載されており、さらに、特許文献４には、自家蛍光観察ではないものの、ラマン分光法において、検出器の前に被写体となる組織に応じて、フィルタを設置する旨が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−６２４０８号公報
【特許文献２】特開２００６−１８７５９８号公報
【特許文献３】特許３８１０３３７号公報
【特許文献４】特開２０１０−２４９８３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１、２には、自家蛍光観察を行うことのできる内視鏡診断装置については記載されているものの、励起光源の波長帯域や、励起光源の強度比は被写体（観察部位）や観察条件によらずに固定化されており、観察部位や病変の状態によって、つまり、粘膜の厚みや血液量、自家蛍光物質の種類や量が異なることに対して、最適な観察条件下において自家蛍光観察をすることができなかった。
また、特許文献３では、自家蛍光を利用して、異状組織の検出を容易にしているが、観察部位に最適な受光フィルタを選択し、設置することは何ら記載されていない。
そして、特許文献４では、観察部位に応じて検出器側のフィルタを変更する旨は記載されているが、病変の状態によってフィルタを変更する旨の記載はなく、また、自家蛍光観察ではなくラマン分光法に基づくラマン散乱光の観察であり、組織蛍光（自家蛍光）の除去や補正を行っている。
【０００８】
本発明の目的は、観察部位や病変の状態に対応した最適な観察条件によって自家蛍光観察を行うため、事前にプレ撮影（プレ測光）を行って最適な観察条件を計測し、計測された最適な観察条件に基づいて自家蛍光観察を行うことを特徴とする内視鏡診断装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明は、白色光及び所定の狭帯域の励起光をそれぞれ照射可能な光源部と、前記光源部から励起光が生体組織に照射されることによって、該生体組織に含まれる自家蛍光物質から発せられる自家蛍光を撮像して自家蛍光画像を取得する撮像部と、前記撮像部に入射した自家蛍光を、撮像前に複数の経路に分離し、また、統合する光経路分離統合手段と、前記複数の経路の途中にそれぞれ設置され、透過する光の波長帯域が異なる複数の分光フィルタを備える複数の回転フィルタと、前記撮像部によりプレ撮影で取得された自家蛍光画像に基づいて自家蛍光画像のコントラストを算出するコントラスト算出手段と、算出された自家蛍光画像のコントラストに基づいて、本撮影用の前記複数の経路に設置された前記複数の回転フィルタの分光フィルタの組合せを決定するフィルタ決定手段と、を備え、前記光源部から照射する励起光の種類及びその発光強度を所定として該励起光を照射し、前記複数の回転フィルタを回転させて前記複数の分光フィルタの組合せを順次設置して、前記撮像部により複数回のプレ撮影を行って、設置された前記分光フィルタの組合せの異なる複数の自家蛍光画像を取得し、前記コントラスト算出手段により、プレ撮影で取得された複数の自家蛍光画像のコントラストを算出し、前記フィルタ決定手段により、算出された複数の自家蛍光画像のコントラストに基づいて本撮影用の前記複数の回転フィルタの前記分光フィルタの組合せを決定する内視鏡診断装置を提供する。
【００１０】
また、前記光経路分離統合手段は、前記撮像部に入射した自家蛍光を、撮像前に光量の等しい、第１の経路及び第２の経路からなる２つの経路に分離し、前記複数の回転フィルタは、前記第１の経路に設置される第１の回転フィルタと、前記第２の経路に設置される第２の回転フィルタとからなることが好ましい。
【００１１】
また、前記回転フィルタは、透過する光の波長帯域の中心が４５０ｎｍである第１の分光フィルタと、透過する光の波長帯域の中心が５００ｎｍである第２の分光フィルタとを含むことが好ましい。
【００１２】
また、前記コントラスト算出手段における前記コントラストの算出は、前記自家蛍光画像の画素値からヒストグラムを作成し、前記ヒストグラムにおける高い画素値Ｌｍａｘと低い画素値Ｌｍｉｎとから以下の式（１）を計算することで算出されることが好ましい。
【数１】
2013102897.tif 000003
【００１３】
また、前記コントラスト算出手段における前記コントラストの算出は、前記自家蛍光画像の画素値からヒストグラムを作成し、前記ヒストグラムにおける高い画素値Ｌｍａｘと低い画素値Ｌｍｉｎとから以下の式（２）を計算することで算出されることが好ましい。
【数２】
2013102897.tif 000004
【００１４】
また、前記コントラスト算出手段における前記コントラストの算出は、前記自家蛍光画像の画素値からヒストグラムを作成し、前記ヒストグラムにおける高い画素値Ｌｍａｘと低い画素値Ｌｍｉｎとから以下の式（３）を計算することで算出されることが好ましい。
【数３】
2013102897.tif 000005
【００１５】
また、前記コントラスト算出手段における前記コントラストの算出は、前記自家蛍光画像の画素値からヒストグラムを作成し、前記ヒストグラムにおける高い画素値Ｌｍａｘと低い画素値Ｌｍｉｎとから以下の式（４）を計算することで算出されることが好ましい。
【数４】
2013102897.tif 000006
【００１６】
また、前記コントラスト算出手段における前記コントラストの算出は、前記自家蛍光画像の画素値からヒストグラムを作成し、前記ヒストグラムにおける高い画素値Ｌｍａｘと低い画素値Ｌｍｉｎとから以下の式（５）を計算することで算出されることが好ましい。
【数５】
2013102897.tif 000007
【００１７】
また、前記コントラスト算出手段における前記コントラストの算出は、前記自家蛍光画像の画素値からヒストグラムを作成し、前記ヒストグラムにおける高い画素値Ｌｍａｘと低い画素値Ｌｍｉｎとから以下の式（６）を計算することで算出されることが好ましい。
【数６】
2013102897.tif 000008
【００１８】
また、前記低い画素値Ｌｍｉｎは、前記ヒストグラムから高い値５％を除いた後のヒストグラムにおける低い値１０％の平均値であり、前記高い画素値Ｌｍａｘは、前記ヒストグラムから高い値５％を除いた後のヒストグラムにおける高い値１０％の平均値であることが好ましい。
【００１９】
また、前記コントラスト算出手段における前記コントラストの算出は、前記自家蛍光画像の画素値からヒストグラムを作成し、前記ヒストグラムから高い値１０％を除いた後のヒストグラムの高い値３０％の平均値を前記コントラストとすることで算出されることが好ましい。
【００２０】
また、前記コントラスト算出手段において前記コントラストの算出に用いられる自家蛍光画像は、前記撮像部において低解像度で出力された自家蛍光画像であることが好ましい。
【００２１】
また、前記コントラスト算出手段において前記コントラストの算出に用いられる前記自家蛍光画像は、前記撮像部において前記撮像画像の中心領域のみが出力された前記自家蛍光画像であることが好ましい。
【００２２】
また、前記自家蛍光画像は、前記撮像部において撮像される通常光の画像信号と自家蛍光の画像信号とに基づいて、画像処理部により生成される合成画像であることが好ましい。
【００２３】
また、前記第１の回転フィルタの分光フィルタを前記第１の分光フィルタとし、前記第２の回転フィルタの分光フィルタを前記第１の分光フィルタとする第１の組合せ、前記第１の回転フィルタの分光フィルタを前記第１の分光フィルタとし、前記第２の回転フィルタの分光フィルタを前記第２の分光フィルタとする、又は、前記第１の回転フィルタの分光フィルタを前記第２の分光フィルタとし、前記第２の回転フィルタの分光フィルタを前記第１の分光フィルタとする第２の組合せ、及び前記第１の回転フィルタの分光フィルタを前記第２の分光フィルタとし、前記第２の回転フィルタの分光フィルタを前記第２の分光フィルタとする第３の組合せ、のそれぞれにおいて撮像を行い、前記コントラスト算出手段は、前記第１の組合せに対する第１のコントラストと、前記第２の組合せに対する第２のコントラストと、前記第３の組合せに対する第３のコントラストとをそれぞれ算出し、前記フィルタ決定手段は、前記第１のコントラスト、前記第２のコントラスト、及び第３のコントラストのうち、最もコントラストの大きいフィルタの組合せを決定し、前記決定されたフィルタ組合せに基づいて自家蛍光観察が行われることが好ましい。
【００２４】
また、前記光経路分離統合手段は、前記撮像部に入射した自家蛍光を、撮像前に光量の等しい、第１の経路、第２の経路、第３の経路、及び第４の経路からなる４つの経路に分離し、前記複数の回転フィルタは、前記第１の経路に設置される第１の回転フィルタと、前記第２の経路に設置される第２の回転フィルタと、前記第３の経路に設置される第３の回転フィルタと、前記第４の経路に設置される第４の回転フィルタとからなることが好ましい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、被写体の観察部位や病変の状態（進行度等）に依存して異なる蛍光特性を、事前のプレ撮影（プレ測光）によって計測し、最適な観察条件に基づいて自家蛍光観察を行うことができるため、より診断能のよい撮像画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る内視鏡診断装置の全体構成の一実施形態を示す外観図である。
【図２】図１に示す本実施形態の内視鏡診断装置の内部構成を模式的に示すブロック図である。
【図３】図１に示す内視鏡診断装置の内視鏡挿入部の先端部を表す概念図である。
【図４】本発明に係る内視鏡装置の光経路分離統合手段の部分拡大図である。
【図５】（Ａ）は、本発明に係る内視鏡装置の光経路分離統合手段の経路において設置される回転フィルタの一実施例の外観図であり、（Ｂ）は、本発明に係る内視鏡装置において設置される回転フィルタの他の実施例の外観図である。
【図６】図１に示す内視鏡診断装置のコントラスト算出手段におけるコントラスト算出の一例を説明する説明図である。
【図７】図１に示す内視鏡診断装置のコントラスト算出手段におけるコントラスト算出の他の例を説明する説明図である。
【図８】本発明に係る内視鏡装置の光経路分離統合手段の他の実施例の部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明に係る内視鏡診断装置を、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて以下に詳細に説明する。
【００２８】
図１は、本発明に係る内視鏡診断装置の全体構成を表す一実施形態の外観図であり、図２は、その内部構成を表す本実施形態のブロック図である。
これらの図に示す内視鏡診断装置１０は、通常光又は自家蛍光観察用の複数の励起光を発する光源装置１２と、光源装置１２から発せられる光を導光して被写体の被観察領域に照射し、被写体からの反射光又は自家蛍光を撮像する内視鏡本体１４と、内視鏡本体１４で撮像された画像を画像処理して内視鏡画像を出力するプロセッサ装置１６と、プロセッサ装置１６から出力される内視鏡画像を表示する表示装置１８と、入力操作を受け付ける入力装置２０とによって構成される。
【００２９】
ここで、内視鏡診断装置１０は、通常光（白色光）を被写体に照射し、その反射光を撮像して通常光画像（白色光画像）を表示（観察）する通常光観察モード（白色光観察モード）と、自家蛍光観察用の励起光（特殊光）を被写体に照射し、その励起光によって励起された自家蛍光を撮像して自家蛍光の合成画像（自家蛍光画像）を表示する自家蛍光観察モード（特殊光観察モード）とを備え、通常光観察モードから自家蛍光観察モードに切り替えられた際に、励起光の照射範囲の被写体について自家蛍光観察に最適な分光フィルタ７６を決定するプレ撮影（プレ測光）を行う。各モードは、内視鏡本体１４の後述する切り替えスイッチ６６や入力装置２０から入力される指示に基づいて、適宜切り替えられる。
【００３０】
なお、詳細については後述するが、本発明の内視鏡診断装置１０は、回転フィルタ７４として、プレ撮影に用いる複数の分光フィルタ７６を備えており、自家蛍光観察モードに切り替えると、これら複数の分光フィルタ７６を順次切り替えてプレ撮影がなされる。
【００３１】
（光源装置）
図２に示す、光源装置１２は、光源制御部２２と、それぞれ中心波長の異なるレーザ光を発する２種類のレーザ光源ＬＤ１（中心波長４０５ｎｍ）、ＬＤ２（中心波長４４５ｎｍ）と、コンバイナ（合波器）２４と、カプラ（分波器）２６とによって構成されている。ただ、本発明では、ＬＤ２（中心波長４４５ｎｍ）は、後述する蛍光体５４と組み合わせて白色光源として用いられる。よって、励起光の他に白色光の照射が可能であれば、レーザ光源は、２種類である必要はなく、１種類であってもよい（つまり、ＬＤ２は必要なく、ＬＤ１のみであってもよい）。もちろん、３種類以上あってもよい。そして、白色光源としては、上述のように励起光源を利用するのではなく、例えば、キセノン光源等の白色光源を利用してもよい。
【００３２】
本実施形態において、レーザ光源ＬＤ１、ＬＤ２からは、上述のとおり、それぞれ中心波長が４０５ｎｍ、４４５ｎｍである、所定の波長範囲（例えば、中心波長±１０ｎｍ）の狭帯域光が発せられる。レーザ光源ＬＤ１は、被写体の被観察領域に含まれる複数の自家蛍光物質、例えば、ＦＡＤ（Flavin Adenin Dinucleotide）、ポルフィリン（Porphyrin）等から自家蛍光を同時に発光させるための励起光を照射する光源である。レーザ光源ＬＤ２は、上述のＬＤ１と同じく、被写体の被観察領域に含まれる複数の自家蛍光物質等から自家蛍光を同時に発光させるための励起光を照射する光源としても働き、また、後述するように、蛍光体から白色光（疑似白色光）を発生させるための励起光を発生する光源としても働く。
【００３３】
被写体の被観察領域に含まれる自家蛍光物質としては、例えば、ＦＡＤは、約３３０〜４００ｎｍの波長範囲に含まれる、所定の中心波長の励起光が照射された場合に、約４５０〜５５０ｎｍの波長範囲の自家蛍光を発する。また、ポルフィリンは、約３５０〜５５０ｎｍの波長範囲に含まれる、所定の中心波長の励起光が照射された場合に、約６１０〜６４０ｎｍの自家蛍光を発する。
被写体の被観察領域に含まれるこれら自家蛍光物質の量は、観察部位によっても異なるし、その被観察領域が病変か否かによっても、病変の進行度合いによっても、そして、各個人によっても異なるため、励起光の中心波長や照射強度を所定とした場合、後述する撮像素子５８の前に設置される分光フィルタ７６の透過波長帯域によって、観察される自家蛍光画像のコントラストは異なる。
【００３４】
また、自家蛍光物質としては、ポルフィリン、ＦＡＤを挙げたが、自家蛍光物質がこれらに限定されるわけではない。
例えば、他の自家蛍光物質として、ＮＡＤＨやコラーゲンがあり、それぞれ波長範囲が約２５０〜４００ｎｍ、約２００〜４００ｎｍの励起光を受けて、自家蛍光を発する。
【００３５】
レーザ光源ＬＤ１、ＬＤ２は、後述するプロセッサ装置１６の制御部７０によって制御される光源制御部２２によりそれぞれ個別にオンオフ制御、照射強度及び照射時間に基づく光量制御が行われる。
光源ＬＤ１、ＬＤ２としては、ブロード型のＩｎＧａＮ系レーザダイオードが利用でき、また、ＩｎＧａＮＡｓ系レーザダイオードやＧａＮＡｓ系レーザダイオード等を用いることもできる。
【００３６】
なお、通常光観察モードにおいて通常光（白色光）を発生するための通常光光源は、上述のとおり、励起光及び蛍光体の組合せに限定されず、白色光を発するものであればよく、例えば、キセノンランプ、ハロゲンランプ、白色ＬＥＤ（発光ダイオード）などを利用することもできる。自家蛍光観察モード（プレ撮影時を含む）において励起光を発生するための励起光光源も、レーザ光源（半導体レーザ）に限定されず、自家蛍光物質を励起して自家蛍光を発光させることができる十分な強度の励起光を照射できる各種の光源、例えば、白色光光源と帯域制限フィルタとの組合せ等を利用することができる。
【００３７】
また、通常光観察モードの励起光の波長（中心波長、狭帯域光の波長範囲）は、特に制限はなく、蛍光体から疑似白色光を発生させることができる波長の励起光が、全て利用可能である。自家蛍光観察モードの励起光の波長も、特に制限はなく、複数の自家蛍光物質を同時に励起して自家蛍光を発光させることができる波長の励起光が、全て利用可能であり、例えば、中心波長４０５±１０ｎｍの光、又は中心波長４４５ｎｍ±１０ｎｍの光を好適に利用することができる。
【００３８】
また、１種類の中心波長の励起光を被写体に照射して、複数の自家蛍光物質から同時に自家蛍光を発光させることに限定されず、光源装置１２から、複数の自家蛍光を同時に発光させるための、中心波長の異なる複数の励起光を同時に照射する構成としてもよい。また、本実施形態では、通常光光源と励起光光源とを共通の光源で構成しているが、通常光光源と励起光光源とを別々に設けることも可能である。
【００３９】
光源制御部２２は、通常光観察モードの場合、レーザ光源ＬＤ１を消灯、レーザ光源ＬＤ２を点灯し、コンバイナ２４及びカプラ２６を制御して、レーザ光源ＬＤ２からの狭帯域光が後述する蛍光体５４Ａ及び５４Ｂを備える後述する光ファイバ４８Ａ及び４８Ｂから照射されるように制御する。
また、光源制御部２２は、自家蛍光観察モード（プレ撮影時を含む）の場合、レーザ光源ＬＤ１を点灯し、コンバイナ２４及びカプラ２６を制御して、これらレーザ光源ＬＤ１から照射された狭帯域光が分波され、後述する光ファイバ４６Ａ及び４６Ｂから照射されるように制御する。
なお、プレ撮影の場合は、後述する撮像素子５８の前に設置された、後述する光経路分離統合手段８０において予め複数の分光フィルタ７６が、その組合せも含めて準備されているため、光源制御部２２は、複数の分光フィルタ７６を所定の組合せで設置して、順次プレ撮影（自家蛍光の撮像）を行う。プレ撮影により得られた自家蛍光の画像データは、後述する画像処理部６８において、通常光観察モードで撮影された通常光画像と合成されて自家蛍光画像とされ、後述するコントラスト算出手段において、自家蛍光画像（通常光画像との合成画像）のコントラストが算出される。
そして、算出されたコントラストに基づいて制御部７０の後述するフィルタ決定手段７１において、自家蛍光観察に最適なフィルタの組合せが決定され、決定された分光フィルタ７６の組合せに基づいて光源制御部２２において自家蛍光撮影が行われる。
【００４０】
各レーザ光源ＬＤ１、ＬＤ２から発せられるレーザ光は、集光レンズ（図示略）を介してそれぞれ対応する光ファイバに入力され、コンバイナ２４により合波され、カプラ２６により４系統の光に分波されてコネクタ部３２Ａに伝送される。コンバイナ２４及びカプラ２６は、ハーフミラー、反射ミラー等によって構成される。また、コンバイナ２４及びカプラ２６は、光源制御部２２によって制御され、各レーザ光源ＬＤ１、ＬＤ２から発せられるレーザ光は、所望の光ファイバから照射されるように制御される。なお、これらに限らず、コンバイナ２４及びカプラ２６を用いずに、各レーザ光源ＬＤ１、ＬＤ２からのレーザ光を直接コネクタ部３２Ａに送出する構成としてもよい。
【００４１】
（内視鏡本体）
続いて、図２に示すように、内視鏡本体１４は、被写体内に挿入される内視鏡挿入部２８の先端から４系統（４灯）の光（通常光、ないし、自家蛍光観察用（プレ撮影用を含む）の励起光）を出射する照明光学系と、被観察領域の内視鏡画像を撮像する１系統（１眼）の撮像光学系とを有する、電子内視鏡である。内視鏡本体１４は、内視鏡挿入部２８と、内視鏡挿入部２８の先端の湾曲操作や観察のための操作を行う操作部３０と、内視鏡本体１４を光源装置１２及びプロセッサ装置１６に着脱自在に接続するコネクタ部３２Ａ、３２Ｂとを備える。
【００４２】
内視鏡挿入部２８は、可撓性を持つ軟性部３４と、湾曲部３６と、先端部（以降、内視鏡先端部とも表記する）３８とから構成されている。
【００４３】
湾曲部３６は、軟性部３４と先端部３８との間に設けられ、操作部３０に配置されたアングルノブ４０の回転操作により湾曲自在に構成されている。この湾曲部３６は、内視鏡本体１４が使用される被写体の部位等に応じて、任意の方向、任意の角度に湾曲でき、内視鏡先端部３８を、所望の観察部位に向けることができる。
【００４４】
なお、図示していないが、操作部３０及び内視鏡挿入部２８の内部には、組織採取用処置具等を挿入する鉗子チャンネルや、送気・送水用のチャンネル等、各種のチャンネルが設けられている。
【００４５】
内視鏡先端部３８の先端面には、図３に示すように、被観察領域へ光を照射する２系統の照明窓４２Ａ、４２Ｂ、被観察領域からの反射光ないし自家蛍光を撮像する１系統の観察窓４４の他、鉗子口４５等が配置されている。
【００４６】
照明窓４２Ａの奥には、２系統の光ファイバ４６Ａ、４８Ａが収納されている。光ファイバ４６Ａ、４８Ａは、光源装置１２からコネクタ部３２Ａを介してスコープ先端部３８まで敷設されている。光ファイバ４６Ａの先端部（照明窓４２Ａ側）にはレンズ５０Ａ等の光学系が取り付けられている。一方、光ファイバ４８Ａの先端部には蛍光体５４Ａが配置され、さらに、蛍光体５４Ａの先にレンズ５２Ａ等の光学系が取り付けられている。
【００４７】
同様に、照明窓４２Ｂの奥には、先端部にレンズ５０Ｂ等の光学系を有する光ファイバ４６Ｂと、先端部に蛍光体５４Ｂ及びレンズ５２Ｂ等の光学系を有する光ファイバ４８Ｂの、２系統の光ファイバが収納されている。
【００４８】
蛍光体５４Ａ、５４Ｂは、レーザ光源ＬＤ２からの青色レーザ光（例えば、中心波長４４５±１０ｎｍ）の一部を吸収して緑色〜黄色に励起発光する複数種の蛍光物質（例えば、ＹＡＧ系蛍光物質、或いはＢＡＭ（ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７）等の蛍光物質）を含んで構成される。通常光観察用の励起光が蛍光体５４Ａ、５４Ｂに照射されると、蛍光体５４Ａ、５４Ｂから発せられる緑色〜黄色の励起発光光（蛍光）と、蛍光体５４Ａ、５４Ｂにより吸収されず透過した青色レーザ光とが合わされて、白色光（疑似白色光）が生成される。
【００４９】
照明窓４２Ａ側及び照明窓４２Ｂ側の照明光学系は同等の構成及び作用のものであって、照明窓４２Ａ、４２Ｂから同時に同等の照明光を照射させることで照明ムラを防止することができる。なお、照明窓４２Ａ、４２Ｂからそれぞれ異なる照明光を照射させることもできる。また、４系統の照明光を出射する照明光学系でも同等の機能を実現することができる。
【００５０】
一方、観察窓４４の奥には、レンズ５６等の光学系が取り付けられ、レンズ５６の奥には、光経路分離統合手段８０が設けられている。
光経路分離統合手段８０は、図４に詳細に示すように、ハーフミラー８２Ａ、８２Ｂと、ミラー８４Ａ、８４Ｂによって構成され、ハーフミラー８２Ａ、ミラー８４Ａ、ハーフミラー８２Ｂからなる第１の経路と、ハーフミラー８２Ａ、ミラー８４Ｂ、ハーフミラー８２Ｂからなる第２の経路とのそれぞれの間に、第１の回転フィルタ７４Ａ及び第２の回転フィルタ７４Ｂがそれぞれ設置される。好ましくは、ハーフミラー８２Ａとミラー８４Ａとの間に第１の回転フィルタ７４Ａが設置され、ハーフミラー８２Ａとミラー８４Ｂとの間に第２の回転フィルタ７４Ｂが設置される。
【００５１】
上述のレンズ５６を通った光は、同量ずつ、ハーフミラー８２Ａによって２つの経路に分離され、第１の経路、第２の経路をそれぞれ通って、再びハーフミラー８２Ｂによって統合される。
統合された光は、光経路分離統合手段８０の後ろに設置された、被観察領域の画像情報を取得するＣＣＤ（Carge1 Coupled Device）イメージセンサや、ＣＭＯＳ（Charge Metal-Oxide Semiconductor)イメージセンサ等の撮像素子５８によって撮像される。
撮像素子５８は、時間を分けてフレームごとで利用されるため、通常光観察にも自家蛍光観察（プレ撮影を含む）にも用いられる。
なお、本発明における撮像部は、観察窓４４、レンズ５６、光経路分離統合手段８０、回転フィルタ（分光フィルタ７６）７４、撮像素子５８、後述するスコープケーブル６２、後述するＡ／Ｄ変換器６４、及び後述する画像処理部６８等により構成される。
【００５２】
また、図５（Ａ）に示すように、第１の回転フィルタ７４Ａ及び第２の回転フィルタ７４Ｂは、通常光観察モードの際に設置され、被写体組織からの反射光をそのまま通す透過部７８と、自家蛍光観察モード（プレ撮影時を含む）の際に設置され、被写体組織からの反射光である励起光をカットする第１の分光フィルタ７６Ａ及び第２の分光フィルタ７６Ｂとをそれぞれ備える。第１の回転フィルタ７４Ａ及び第２の回転フィルタ７４Ｂは、後述する入力装置２０又は切り替えスイッチ６６からの撮像モードの切り替え指示により、透過部７８、第１の分光フィルタ７６Ａ、及び第２の分光フィルタ７６Ｂがそれぞれ切り替えて用いられ、また、第１の回転フィルタ７４Ａと第２の回転フィルタ７４Ｂとの間で分光フィルタの組合せを変えて用いられる。また、自家蛍光観察モードにおいて、通常光観察と自家蛍光観察とを交互に行う場合には、通常光観察と自家蛍光観察との周期に併せて、図示しない回転手段により回転させて用いられる。
【００５３】
例えば、自家蛍光観察する生体の部位として、大腸を選んだ場合、第１の回転フィルタ７４Ａ及び第２の回転フィルタ７４Ｂの第１の分光フィルタ７６Ａとして、例えば、４５０ｎｍを中心として所定の波長帯域（例えば、中心波長±２０ｎｍの波長帯域）の光を透過する分光干渉フィルタを選択してもよく、また、第２の分光フィルタ７６Ｂは、例えば、５００ｎｍを中心として所定の波長帯域（例えば、中心波長±２０ｎｍの波長帯域）の光を透過する分光干渉フィルタを選択してもよい。なお、第１の分光フィルタ７６Ａの具体例としては、ＯｍｅｇａＯｐｔｉｃａｌ社のバンドパス型フィルタ３ＲＤ４３０ＬＰ−４７０ＳＰが考えられ、また、分光フィルタ７６Ｂの具体例としては、同社のバンドパス型フィルタ３ＲＤ４８０ＬＰ−５２０ＳＰが考えられる。
もちろん、第１の分光フィルタ７６Ａ、第２の分光フィルタ７６Ｂの透過波長帯域は、上述のものに限られない。例えば、透過波長帯域が更に狭いものであっても、また、更に広いものであってもよく、また、透過波長帯域が更に長波長側に寄っているものでもよい。具体的には、透過波長帯域が４５０ｎｍ〜６００ｎｍの分光フィルタ（ＯｍｅｇａＯｐｔｉｃａｌ社：３ＲＤ４５０ＬＰ−６００ＳＰ）や、透過波長帯域が６１０ｎｍ〜６４０ｎｍの分光フィルタ（ＯｍｅｇａＯｐｔｉｃａｌ社：３ＲＤ６１０ＬＰ−６４０ＳＰ）などが考えられる。
また、本実施形態において自家蛍光観察の対象となる生体の部位は、大腸に限らず、食道や胃など、どの部位でもよいが、もちろん、所定の部位に応じて上述の分光フィルタの分光特性を変更してもよい。所定の部位に応じて、分光フィルタの分光特性を適切なものに変えることで、より鮮明な自家蛍光画像を取得することができる。
【００５４】
上述のとおり、光経路分離統合手段８０は、通常光観察モードの場合、上述の第１の経路及び第２の経路には、第１の回転フィルタ７４Ａ及び第２の回転フィルタ７４Ｂの透過部７８がそれぞれ設置されており、自家蛍光を含め、被写体からの戻り光をそのまま撮像素子５８へ通す。
また、上述のプレ撮影の場合、第１の経路の第１の回転フィルタ７４Ａ及び第２の経路の第２の回転フィルタ７４Ｂのそれぞれにおいて、第１の分光フィルタ７６Ａが設置される第１の組合せ、第１の回転フィルタ７４Ａにおいて第１の分光フィルタ７６Ａが設置され、第２の回転フィルタ７４Ｂにおいて第２の分光フィルタ７６Ｂが設置される（又は、第１の回転フィルタ７４Ａにおいて第２の分光フィルタ７６Ｂが設置され、第２の回転フィルタ７４Ｂにおいて第１の分光フィルタ７６Ａが設置される）第２の組合せ、及び第１の回転フィルタ７４Ａ及び第２の回転フィルタ７４Ｂのそれぞれにおいて、第２の分光フィルタ７６Ｂが設置される第３の組合せの３つの組合せを順次切り替えて撮影が行われる。
そして、プレ撮影終了後の自家蛍光観察モードでは、上述の３つの組合せのうち、後述するフィルタ決定手段７１において、最も撮影に適したフィルタの組合せが設定される。
なお、光経路分離統合手段８０は、上述の構成に限られず、また、回転フィルタ７４も、複数の分光フィルタ７６及び透過部をそれぞれ切り替えて、前述の分離後の経路に設置できれば、回転フィルタの構成に限られない。
【００５５】
撮像素子５８は、通常光（反射光）及び自家蛍光を受光面（撮像面）で受光し、受光した光を光電変換して撮像信号（アナログ信号）を出力するものであって、Ｒ画素、Ｇ画素、Ｂ画素の３色の画素を１組として、複数組の画素がマトリクス上に配列されている。撮像素子５８の受光面には、Ｒ画素、Ｇ画素、Ｂ画素に対応して、それぞれ被観察領域からの可視光の３７０〜７２０ｎｍの波長範囲の反射光を３つの波長領域に分割してそれぞれを透過する分光透過特性を有する、図示しないＲ色、Ｇ色、Ｂ色のカラーフィルタが設けられている。
【００５６】
また、自家蛍光観察モードのプレ撮影時においては、撮像素子５８は、ビニング処理を行って画素数を少なくした上で自家蛍光画像の撮像データを出力してもよく、また、撮像素子５８の中央部分において取得された自家蛍光画像の撮像データのみを出力してもよい。
プレ撮影は、あくまで複数の回転フィルタ７４の分光フィルタ７６の組合せの決定を目的とするものであって自家蛍光画像等を取得することを目的とするものではなく、また、出力する撮像データのデータ容量が小さくなれば、後述する画像処理部６８のコントラスト算出手段６９におけるコントラストの算出も迅速に行うことができるためである。
【００５７】
なお、撮像素子５８として、カラーの撮像素子を使用してＲ色、Ｇ色、Ｂ色の画像を同時に撮像することは必須ではなく、モノクロの撮像素子と、Ｒ色、Ｇ色、Ｂ色のカラーフィルタとを組み合わせて、Ｒ色、Ｇ色、Ｂ色の画像を面順次で撮像してもよい。
【００５８】
光源装置１２から光ファイバ４６Ａ、４６Ｂ、及び４８Ａ、４８Ｂによって、導光された光は、内視鏡先端部３８から、被写体の被観察領域に向けて照射される。そして、光が照射された被観察領域からの反射光、もしくは、被観察領域の自家蛍光物質から発せされる自家蛍光がレンズ５６を通り、光経路分離統合手段８０（途中に、第１の回転フィルタ７４Ａ及び第２の回転フィルタ７４Ｂが設置される）を経て撮像素子５８の受光面上に結像され、撮像素子５８により光電変換されて撮像される。撮像素子５８からは、撮像された被写体の被観察領域の撮像信号（アナログ信号）が出力される。
【００５９】
通常光観察モードの場合、レーザ光源ＬＤ２から発せられた通常光観察用の励起光が光ファイバ４８Ａ、４８Ｂによって導光されて蛍光体５４Ａ、５４Ｂに照射され、蛍光体５４Ａ、５４Ｂから発せられる白色光が、照明窓４２Ａ、４２Ｂから被写体の被観察領域に照射される。そして、白色光が照射された被写体の被観察領域からの反射光がレンズ５６により集光され、光経路分離統合手段８０に入り、第１の経路と第２の経路とに分離され、第１の経路の第１の回転フィルタ７４Ａの透過部７８と、第２の経路の第２の回転フィルタ７４Ｂの透過部７８とをそれぞれ通って統合され、光経路分離統合手段８０を出て撮像素子５８表面の図示しないカラーフィルタにより分光されて、撮像素子５８によって通常光が撮像される。
【００６０】
一方、自家蛍光観察モード（プレ撮影時を含む）の場合、レーザ光源ＬＤ１（中心波長４０５ｎｍ）から発せられた自家蛍光観察用の励起光が光ファイバ４６Ａ、４６Ｂによって導光され、内視鏡先端部３８から、被写体の被観察領域に向けて照射される。そして、励起光が照射された被写体の被観察領域に含まれる複数の自家蛍光物質から同時に発せられる自家蛍光の合成光がレンズ５６により集光され、光経路分離統合手段８０に入り、第１の経路と第２の経路とに分離され、第１の経路の第１の回転フィルタ７４Ａの第１の分光フィルタ７６Ａ及び第２の分光フィルタ７６Ｂのいずれかと、第２の経路の第２の回転フィルタ７４Ｂの第１の分光フィルタ７６Ａ及び第２の分光フィルタ７６Ｂのいずれかとをそれぞれ通って、前述の分光フィルタ７６のそれぞれによって、励起光（４０５±１０ｎｍ）の成分を含む所定の波長帯域の光がカットされ、それぞれの光が統合されて、光経路分離統合手段８０を出て、その後ろに設置された撮像素子５８によって自家蛍光が撮像される。
【００６１】
なお、プレ撮影時においては、予め記憶部７２に記憶された全ての分光フィルタの組合せに基づいて上述のとおり順次自家蛍光が撮像され、後述する画像処理部６８のコントラスト算出手段６９において自家蛍光画像のコントラストが算出され、算出されたコントラストに基づいて、制御部７０の後述するフィルタ決定手段７１において、被写体の被対象領域の自家蛍光観察に最適なフィルタ（フィルタの組合せ含む）が決定される。
そして、プレ撮影終了後、決定された最適なフィルタ（分光フィルタ）の組合せに基づいて、最適な自家蛍光観察がなされる。
【００６２】
なお、本実施形態における自家蛍光観察の励起光は、上述のとおり中心波長４０５±１０ｎｍのレーザ光（ＬＤ１）であり、自家蛍光は、分光フィルタ７６を通して、例えば、約４６０〜６４０ｎｍの波長範囲の合成光を受光して撮像される。そのため、自家蛍光画像には、主にＦＡＤ及びポルフィリンの自家蛍光成分が含まれる。
【００６３】
また、撮像素子５８から出力される画像（通常光画像、自家蛍光画像）の撮像信号（アナログ信号）は、それぞれ、スコープケーブル６２を通じてＡ／Ｄ変換器６４に入力される。Ａ／Ｄ変換器６４は、撮像素子５８からの撮像信号（アナログ信号）を画像信号（デジタル信号）に変換する。変換後の画像信号は、コネクタ部３２Ｂを介してプロセッサ装置１６の画像処理部６８に入力される。
【００６４】
（プロセッサ装置）
続いて、プロセッサ装置１６は、画像処理部６８と、制御部７０と、記憶部７２とを備え、画像処理部６８はコントラスト算出手段６９を、制御部７０はフィルタ決定手段７１を、それぞれ備える。制御部７０には、表示装置１８、入力装置２０、及び光経路分離統合手段８０の第１の回転フィルタ７４Ａ及び第２の回転フィルタ７４Ｂの図示しない回転手段が接続されており、入力装置２０は、上述のとおり、撮像モード（通常光観察モード、及び自家蛍光観察モード）の切り替えはもちろん、入力装置２０を介して特定のフィルタの設定（フィルタの組合せ）をすることもできる。
プロセッサ装置１６は、内視鏡本体１４の切り替えスイッチ６６や入力装置２０から入力される指示に基づき、光源装置１２の光源制御部２２を制御するとともに、回転フィルタ７４を制御して所定の分光フィルタ７６を設置し、内視鏡本体１４から入力される画像信号を画像処理し、表示用画像を生成して、記憶部７２に記憶し、また、表示装置１８に出力する。
【００６５】
画像処理部６８は、通常光観察モードの場合においても、自家蛍光観察モードの場合においても、通常光画像、自家蛍光画像の画像種別に応じて、内視鏡本体１４のＡ／Ｄ変換器６４から供給される画像信号（画像データ）に対して、通常光画像及び自家蛍光画像のそれぞれに適した所定の画像処理を施し、通常光画像信号（通常光画像）及び自家蛍光画像信号（自家蛍光画像）を出力（生成）する。
なお、自家蛍光画像信号（自家蛍光画像）は、内視鏡本体より供給される上述の通常光の画像信号と自家蛍光の画像信号とを画像処理部６８で合成することで生成される合成画像信号（合成画像）である。
【００６６】
画像処理部６８で処理された画像信号は、制御部７０に送られる。制御部７０では、観察モードに従って、通常光画像信号、自家蛍光画像信号に基づき、通常光画像、もしくは、自家蛍光画像が表示装置１８に表示される。また、制御部７０の制御により、通常光画像信号、自家蛍光画像信号は、必要に応じて、例えば、１枚（１フレーム）の画像を単位として、メモリやストレージ装置からなる記憶部７２に記憶される。
【００６７】
また、画像処理部６８は、コントラスト算出手段６９を備え、内視鏡診断装置１０が自家蛍光観察モードに切り替えられ、プレ撮影を行う場合には、プレ撮影により取得される自家蛍光画像信号に基づいて、自家蛍光画像のコントラスを算出する。
【００６８】
コントラスト算出手段６９におけるコントラストの算出は、図５に示すように、自家蛍光画像信号（自家蛍光画像データ）から画素値と画素の数に対応するヒストグラムを作成し、まず、ヒストグラムの画素値の上位５％を切り捨て、残りの画像データ（図５の点線枠内のヒストグラム）から、上位１０％の画素値の平均値（輝度値の平均値）Ｌｍａｘと、下位１０％の画素値の平均値（輝度値の平均値）Ｌｍｉｎとを算出する。
ＬｍａｘとＬｍｉｎとを算出した上で、これらの値を基に、Ｍｉｃａｌｓｏｎコントラストの式（１）を計算する。
【数７】
2013102897.tif 000009
すると、自家蛍光画像のコントラストが求められる。
【００６９】
画像処理部６８で処理された画像信号及びコントラスト算出手段６９で算出された自家蛍光画像のコントラストは、自家蛍光画像の撮像時のフィルタの組合せと共に制御部７０を通じて記憶部７２に記憶される。
【００７０】
また、コントラスト算出手段６９におけるコントラストの算出は、図６に示すように、図５と同様、自家蛍光画像データから画素値と画素の数に対応するヒストグラムを作成し、上位１０％を切り捨て、残りの画像データ（図６の点線枠内のヒストグラム）から、上位３０％の画素値の平均値をとって、自家蛍光画像のコントラストとしてもよい。
前述と同様、算出された自家蛍光画像のコントラストは、自家蛍光画像データ及び自家蛍光画像の撮像時のフィルタの組合せと共に制御部７０を通じて記憶部７２に記憶される。
【００７１】
なお、コントラスト算出手段６９におけるコントラストの算出は、上述の（１）式の他にも、ＬｍａｘとＬｍｉｎとの単純な差分をとって、
【数８】
2013102897.tif 000010
としてもよく、また、（１）式の各Ｌに対して対数（常用対数、自然対数どちらでも可）をとって、
【数９】
2013102897.tif 000011
としてもよく、また、同様に、（２）式の各Ｌに対して対数（常用対数、自然対数どちらでも可）をとって、
【数１０】
2013102897.tif 000012
としてもよい。
【００７２】
また、（１）式の各Ｌをｘ（ｘは任意の数）の累乗として、
【数１１】
2013102897.tif 000013
としてもよい。
上述の他にも、ＬｍａｘとＬｍｉｎとの単純な比率（Ｌｍａｘ／Ｌｍｉｎ）を
【数１２】
2013102897.tif 000014
としてもよく、また、Ｌｍａｘを、そのまま用いて、
【数１３】
2013102897.tif 000015
としてもよい。
また、前述の画素値と画素の数に対応するヒストグラムの全面積、つまり、自家蛍光画像の全画素数と、自家蛍光画像の全画素値の積算値とを用いて、画素値の平均値を算出し、その平均値を自家蛍光画像のコントラストとしてもよい。
【００７３】
また、上述のコントラストの算出に用いる自家蛍光画像として、ビニング等の処理を行った（或いは、高解像度の撮像素子の他に、低解像度の撮像素子がある場合には、低解像度の撮像素子によって撮像された）低解像度の自家蛍光画像を用いても良く、また、撮像された自家蛍光画像のうち、中心領域のみを抜き出した自家蛍光画像を用いてもよい。コントラストの算出に用いる画素数が減るため処理を早く行うことができる。
また、コントラスト算出手段６９におけるコントラストの算出方法の切り替えは、入力装置２０を通じて行うことができる。
【００７４】
なお、自家蛍光画像データに基づくコントラストの算出は、撮像された自家蛍光画像に基づいて、つまり、予め記憶されたフィルタの組合せの数だけ行われ、自家蛍光画像データと共に記憶部７２に記憶される。
【００７５】
制御部７０は、内視鏡本体１４の切り替えスイッチ６６や入力装置２０からの指示、例えば、観察モード等の指示（通常光観察モード、及び自家蛍光観察モード（プレ撮影を含む））に基づいて、画像処理部６８及び光源装置１２の光源制御部２２の動作を制御し、また、上述した、光経路分離統合手段８０の第１の回転フィルタ７４Ａ及び第２の回転フィルタ７４Ｂの図示しない回転手段を制御して、第１の回転フィルタ７４Ａ及び第２の回転フィルタ７４Ｂを設定（透過部７８、第１の分光フィルタ７６Ａ、及び第２の分光フィルタ７６Ｂのいずれかをそれぞれ設定）する。
また、制御部７０は、画像処理部６８で画像処理され表示可能となった表示用画像を記憶部７２に記憶し、また、入力装置２０等の指示により必要に応じて表示装置１８で表示する。
【００７６】
そして、制御部７０は、プレ撮影時において、予め記憶部７２に記憶された複数のフィルタの組合せに基づいて、プレ撮影（自家蛍光画像の撮像）を行い、画像処理部６８及びコントラスト算出手段６９において算出された、設定されたフィルタの組合せに対応する自家蛍光画像、及びそのコントラストを記憶部７２で記憶し、フィルタ決定手段７１において、最もコントラストの高いフィルタの組合せを決定する。
制御部７０が、決定されたフィルタの組合せに基づいて第１の回転フィルタ７４Ａ及び第２の回転フィルタ７４Ｂの図示しない回転手段を制御することで、被写体の被観察領域の観察に最適なフィルタの組合せで自家蛍光観察を行うことができる。
以上が、本発明の内視鏡診断装置１０の構成である。
【００７７】
次に、本発明の内視鏡診断装置１０の動作を観察モード別に説明する。
【００７８】
（通常光観察モード）
通常光観察モードの場合、光源制御部２２の制御により、レーザ光源ＬＤ１が消灯され、レーザ光源ＬＤ２が点灯される。レーザ光源ＬＤ２から発せられた中心波長４４５±１０ｎｍのレーザ光は、蛍光体５４Ａ、５４Ｂに照射され、蛍光体５４Ａ、５４Ｂから白色光が発せられる。蛍光体５４Ａ、５４Ｂから発せられた白色光は被写体に照射され、その反射光が、レンズ５６を通って光経路分離統合手段８０に入って分離され、分離された光が、第１の経路の第１の回転フィルタ７４Ａの透過部７８と、第２の経路の第２の回転フィルタ７４Ｂの透過部７８とをそれぞれ通り、再び統合され、光経路分離統合手段８０を出て、撮像素子５８で受光されて、Ｒ、Ｇ、Ｂチャンネルの画像信号を含む通常光画像が取得される。通常光画像は、そのＲ、Ｇ、Ｂチャンネルの画像信号に基づいてカラー表示される。
【００７９】
（自家蛍光観察モード）
自家蛍光観察モードのプレ撮影の場合、例えば、記憶部７２に予めフィルタの組合せが３つ記憶されており、フィルタの組合せ３つに基づいてプレ撮影がなされるとすると（例えば、第１の組合せ：４５０ｎｍ（励起光の発光強度１．０）、第２の組合せ：４５０ｎｍ（０．５）＋５００ｎｍ（０．５）、及び第３の組合せ：５００ｎｍ（１．０））、フィルタの組合せの数である３フレームを単位として、光源制御部２２を通じてレーザ光源ＬＤ１の発光、照射強度及び照射時間を制御し、また、第１の回転フィルタ７４Ａ及び第２の回転フィルタ７４Ｂの図示しない回転手段を制御して、第１の組合せ、第２の組合せ、及び第３の組合せの順で撮像を行う。
【００８０】
なお、上述の例では、プレ撮影において、第１の組合せから第３の組合せまで、全てのフィルタの組合せを１度に撮像したが、例えば、通常光観察とプレ撮影とを１フレームごと交互に切り替えて、第１フレーム：通常光観察、第２フレーム：第１の組合せでの撮像、第３フレーム：通常光観察、第４フレーム：第２の組合せでの撮像、第５フレーム：通常光観察、第６フレーム：第３の組合せでの撮像、の順で撮像を行ってもよい。
【００８１】
そして、画像処理部６８において、記憶部７２に記憶された通常光画像信号（通常光画像データ）と、ＦＡＤ又はポルフィリンの自家蛍光の画像信号（画像データ）とが合成され、両者の合成画像（つまり、自家蛍光画像）が表示装置１８に表示される。
例えば、ここで、自家蛍光の画像信号を合成画像のＧチャンネル、通常光画像のＲチャンネル及びＢチャンネルの画像信号を、それぞれ、合成画像のＲチャンネル及びＢチャンネルに割り当てることによって、合成画像が疑似カラー表示される。
【００８２】
なお、合成画像（自家蛍光画像）を疑似カラー表示する場合に、どの画像の画像信号を、合成画像のどの色のチャンネルに割り当てるのかは任意である。また、合成画像を疑似カラー表示することも必須ではない。
【００８３】
以上のように、画像処理部６８は、フィルタの組合せに対応する自家蛍光画像を画像処理し、また、コントラスト算出手段６９において自家蛍光画像のコントラストを算出して、制御部７２を通じて、第１の組合せから第３の組合せに対応する自家蛍光画像及びそのコントラストを記憶部７２に記憶する。
【００８４】
第１の組合せから第３の組合せまでに対応する自家蛍光画像のコントラストが記憶部７２に記憶されると、制御部７０は、記憶部７２からそれらのコントラストを入手し、フィルタ決定手段７１によって、最もコントラストの高くなるフィルタの組合せを自家蛍光観察に最適なフィルタの組合せとして決定する。
以下の表１の場合では、第３の組合せのコントラストが最も高いため、第３の組合せが自家蛍光観察に最適なフィルタの組合せとして決定される。
【００８５】
【表１】
2013102897.tif 000016
【００８６】
制御部７０は、決定されたフィルタの組合せ（表１の例では、第３の組合せ）を設定し、光源制御部２２を通じてレーザ光源ＬＤ１の照射強度及び照射時間を制御し、自家蛍光観察を行う。
【００８７】
プレ撮影が行われた後の自家蛍光観察は、例えば、２フレームを単位として、撮像が繰り返し行われる。２フレームのうち、１フレーム目は通常光観察モードと同じ観察モードであり、２フレーム目が自家蛍光観察モードに固有の観察モードである。
【００８８】
まず、１フレーム目の通常光観察モードでは、前述のように、白色光が被写体に照射され、Ｒ，Ｇ，Ｂチャンネルの画像信号を含む通常光画像が撮像される。そして、その通常光画像信号が、制御部７０の制御により記憶部７２に記憶される。
【００８９】
続いて、２フレーム目の自家蛍光観察モードでは、光源制御部２２の制御により、プレ撮影時において最もコントラストの高かったフィルタの組合せ（例えば、表１では第３の組合せ）が設定され、レーザ光源ＬＤ１の発光、照射強度、及び照射時間が制御される。レーザ光源ＬＤ１から発せられたレーザ光（励起光）が被写体の被観察領域に照射されることによって、被観察領域に含まれるＦＡＤ及びポルフィリンから同時に自家蛍光が発せられる。そして、両者の自家蛍光の合成光が撮像素子５８で受光されて、自家蛍光が撮像される。
【００９０】
自家蛍光の撮像データ（アナログデータ）は、Ａ／Ｄ変換器５８において画像データ（デジタルデータ）に変換され、画像処理部６８に入力され、画像処理部６８において画像処理され、また、通常光画像と合成されて、表示用画像に変換されて、制御部７０を通じて、表示装置１８及び記憶部７２へ出力される。プレ撮影に基づいて決定された最適なフィルタの組合せで撮像されたため、表示装置１８において表示される自家蛍光画像は、コントラストの高く観察し易い自家蛍光画像である。
【００９１】
以上、本発明の内視鏡診断装置１０について詳細に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行ってもよい。
【００９２】
例えば、本発明の光経路分離統合手段１８０は、例えば、図８に示すように、第１の経路〜第４の経路の４つの経路に分離され、それぞれの経路において、回転フィルタ１７４Ａ〜１７４Ｄがそれぞれ設置されてもよい。
【００９３】
図８に示す光経路分離統合手段１８０は、６つのハーフミラー１８２Ａ〜１８２Ｆと、２つのミラー１８４Ａ、１８４Ｂと、４つの回転フィルタ１７４Ａ〜１７４Ｄとによって構成され、ハーフミラー１８２Ａ、１８２Ｂ、ミラー１８４Ａ、ハーフミラー１８４Ｄ、１８４Ｆを通る第１の経路、ハーフミラー１８２Ａ、１８２Ｂ、１８４Ｅ、１８４Ｆを通る第２の経路、ハーフミラー１８２Ａ、１８２Ｃ、１８４Ｄ、１８４Ｆを通る第３の経路、及び、ハーフミラー１８２Ａ、１８２Ｃ、ミラー１８４Ｂ、ハーフミラー１８４Ｅ、１８４Ｆを通る第４の経路の４つの経路を備える。
【００９４】
また、回転フィルタ１７４Ａ〜１７４Ｄは、図５（Ａ）に示す回転フィルタでもよく、図示しない回転手段によって制御され、好ましくは、ハーフミラー１８２Ｂ、１８２Ｃの後ろ側に等距離で配置される。
光経路分離統合手段１８０が、光の経路を４つに分けることで、より細かいフィルタの組合せを設定することができる。
なお、光の経路の分離及び統合には、特に制限はなく、また、設置される分光フィルタについても特に制限はない。
【００９５】
また、本発明において設置される分光フィルタは、例えば、それぞれの分光フィルタの透過波長帯域幅自体が異なるフィルタであってもよい。例えば、図５（Ｂ）に示すように、バンドパスフィルタであって、透過波長帯域が４２０〜４５０ｎｍと狭い第１のフィルタ２７６Ａ、透過波長帯域が４３０〜４９０ｎｍの第２のフィルタ２７６Ｂと、透過波長帯域が４５０〜６００ｎｍと広い第３のフィルタ２７６Ｃと、透過部２７８とを備える回転フィルタ２７４であってもよい。また、これらの分光フィルタの他に、透過波長帯域の帯域幅自体は狭く、また、波長帯域自体が長波長側に寄っている分光フィルタ（例えば、透過波長帯域が６１０ｎｍ〜６４０ｎｍ等）を使用してもよい。
上述と同様、第１のフィルタ２７６Ａ〜第３のフィルタ２７６Ｂのそれぞれが設置され場合において、プレ撮影がなされ、自家蛍光画像のコントラストが算出され、最もコントラストの大きい自家蛍光画像を撮像できたフィルタが自家蛍光観察のためのフィルタとして設定される。
透過波長帯域や、帯域幅自体を変更するために撮像側の分光フィルタを変更することで、コントラストのそれぞれ異なる自家蛍光画像を撮像することができ、所定の被写体に対応した、自家蛍光観察に最適な分光フィルタを設定することができる。
【符号の説明】
【００９６】
１０  内視鏡診断装置
１２  光源装置
１４  内視鏡本体
１６  プロセッサ装置
１８  表示装置
２０  入力装置
２２  光源制御部
２４  コンバイナ（合波器）
２６  カプラ（分波器）
２８  内視鏡挿入部
３０  操作部
３２Ａ、３２Ｂ  コネクタ部
３４  軟性部
３６  湾曲部
３８  先端部（内視鏡先端部）
４０  アングルノブ
４２Ａ、４２Ｂ  照明窓
４４  観察窓
４５  鉗子口
４６Ａ、４６Ｂ、４８Ａ、４８Ｂ  光ファイバ
５０Ａ、５０Ｂ、５２Ａ、５２Ｂ、５６  レンズ
５４Ａ、５４Ｂ  蛍光体
５８  撮像素子
６２  スコープケーブル
６４  Ａ／Ｄ変換器
６６  切り替えスイッチ
６８  画像処理部
６９  コントラスト算出手段
７０  制御部
７１  フィルタ決定手段
７２  記憶部
７４  回転フィルタ
７４Ａ  第１の回転フィルタ
７４Ｂ  第２の回転フィルタ
７６  分光フィルタ
７６Ａ  第１の分光フィルタ
７６Ｂ  第２の分光フィルタ
７８  透過部
８０  光経路分離統合手段
８２Ａ、８２Ｂ  ハーフミラー
８４Ａ、８４Ｂ  ミラー
ＬＤ１、ＬＤ２  レーザ光源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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